[发明专利]一种结构倒塌试验中模拟构件失效的支撑释放装置

说明书

技术领域

本发明属于工程结构试验领域，尤其是涉及一种结构倒塌试验中模拟构件失效的支撑释放装置。

背景技术

用于模拟偶然荷载作用下工程结构支撑构件突然失效的试验装置或者模拟地基不均匀沉降对工程结构影响的试验装置一般至少应包括两个功能，即(1)偶然荷载作用(地基不均匀沉降)以前，该支撑装置可以替代支撑构件承担上部结构传来的竖向荷载、(2)偶然荷载作用(地基不均匀沉降)发生以后，该支撑装置失去承载力或者在下沉了一定位移后仍能保持一定的承载力。在同一个装置中同时实现这样两个功能，且要求装置操作简单造价低廉，其实现难度较大。目前对于模拟支撑构件突然失效的方法是采用撞击法，使用玻璃材料制作试验中欲使其失效的模型支撑构件，试验时采用刚性物体撞击玻璃质支撑构件，达到使其失效的目的。这种方法存在如下不足：(1)撞击用刚性物体的撞击方向、撞击力度不易控制，容易出现撞击多次才能使支撑构件失效的情况，而多次撞击将会对上部结构产生较大振动，甚至破损、破坏，造成试验失败、(2)刚性撞击物前端撞击面较大，撞击过程中有可能对试验中欲保留的支撑构件造成意外破坏、(3)由于刚性撞击物长度有限，支撑构件失效后引起结构倒塌将会危及使用刚性撞击物人员的人身安全、(4)撞击过程中改变了上部结构的受力状态，与试验欲模拟的状态不符。对于欲模拟地基有限沉降对结构影响的试验装置目前还不多见。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟工程结构的支撑构件突然失效或者结构下面的地基不均匀沉降的试验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种结构倒塌试验中模拟构件失效的支撑释放装置，包括支撑组件、约束释放组件、滑动组件、阻挡定位组件和底座，

所述的滑动组件的槽道固定于底座上，所述的支撑组件与滑动组件中的滚轮相连，该滚轮置于滑动组件的滑道中，所述的阻挡定位组件固定于槽道上，所述的约束释放组件与支撑组件相连。

所述的支撑组件包括支撑面板、斜向支撑杆件、横向连接杆件，支撑面板为钢筋混凝土板外包角钢，斜向支撑杆件为端部铰接的斜向支撑杆，共设有4组，对称分布在支撑面板的4个角部下端，每两组之间通过横向连接杆件相连。

所述的斜向支撑杆件端部通过销栓铰接，滚轮以横向连接杆件的延长段为轴，滚轮位于斜向支撑杆件的外侧。

所述的斜向支撑杆件的下端与底座或横向连接杆件相连，该横向连接杆件的两端焊有开孔的耳板，该耳板的中面平行于水平面，4组斜向支撑构件中每两组一对，每对支撑构件通过上、中、下3个位置的横向支撑连接杆件相连，上部和下部位置的横向支撑杆件的直径大于中部位置杆件的直径。

所述的约束释放组件包括钢丝绳、花篮螺丝、脱钩释放件，钢丝绳的一端与支撑组件中的横向连接杆件上的耳板相连，钢丝绳的另一端与脱钩释放装置相连，脱钩释放装置通过花篮螺丝与相对称的钢丝绳相连。

所述的滑动组件包括滚轮与滑道，位于上部的滚轮位于上部的槽道内，槽道沿支撑面板的长度方向位于其下部，位于的下部槽道内的滚轮与连接横向连接杆件的斜向支撑杆件相连，下部的槽道与底座相连。

所述的阻挡定位组件包括角钢和三角形肋板，所述的角钢与下部槽道相连。

位于下部槽道内的阻挡定位组件中角钢共2根，其轴线与槽道垂直，与滚轮相对的一侧焊接2块三角形肋板。

所述的底座包括槽型角钢、三角形肋板、耳板、方形钢板，位于两端的两块槽钢翼缘相对焊接，上部连接有厚钢板，位于外侧的槽钢外均匀焊接有5块三角形肋板。

本发明通过膨胀螺丝固定于较为平整的地面上，在释放装置启动前上部支撑面将替代试验中的失效支撑构件承担上部荷载、试验时启动脱钩释放装置，该装置上的弯钩和钢丝绳脱离后，滚轮在滑道内滑动，斜向支撑杆件开始运动，继而带动支撑面板下降，当滚轮滑动至与阻挡定位组件中的槽钢相接触时，整个装置的运动停止，从而实现工程结构一定区域支撑构件的失效或模拟地基的不均匀沉降。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本装置将支撑及支撑释放功能集合为一体，启动本装置的约束释放组件前，该装置可模拟结构的支撑构件承担上部的竖向荷载，启动本装置的约束释放组件后，可以实现整体或局部支撑区域的失效或设定位移的沉降、

(2)约束释放装置的启动方法简便，可操作性强，避免了以往通过撞击使支撑构件失效方法的操作性差的缺点、